趙 靜

(中鐵二十局集團(tuán)有限公司,西安 710016)

1 概述

SMW工法是SoilMixingWall的簡(jiǎn)稱,是利用專門的多軸攪拌機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)就地按設(shè)計(jì)深度將土體切散,同時(shí)從鉆頭前端將水泥漿強(qiáng)化劑注入土體,經(jīng)與地基土充分?jǐn)嚢杌旌虾?再在水泥土混合體未硬結(jié)之前將 H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材料;在各施工單元之間,則采取重疊搭接施工,水泥土結(jié)硬后,便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度且連續(xù)完整、無(wú)接縫的勁性復(fù)合地下連續(xù)墻,該墻體可直接作為擋土和止水的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

SMW工法圍護(hù)已陸續(xù)在南京、上海、杭州、廣州等地鐵部分車站基坑施工中作為主體結(jié)構(gòu)或出入口等輔助通道的圍護(hù)結(jié)構(gòu),基坑深度均在 10m以上,樁徑650mm或 850mm;僅上海地鐵 M8線嫩江路站基坑全部采用 SMW工法樁圍護(hù),基坑深度 12.3～14m,樁徑850mm;而南京地鐵百家湖站基坑也全部采用 SMW工法樁圍護(hù),其基坑深度達(dá) 14.5～15m,樁徑 850mm,是目前地鐵車站基坑采用 SMW工法施工的最大深度。

2 工程概況

南京地鐵 1號(hào)線南延線百家湖站,設(shè)計(jì)為地下二層三跨箱形結(jié)構(gòu),島式站臺(tái),站臺(tái)寬 12m,地下一層為站廳層,地下二層為站臺(tái)層;車站總長(zhǎng) 210.2m,車站在南北端共設(shè)風(fēng)道、風(fēng)井 4處,在南北端東側(cè)設(shè)出入口通道 2處。車站段結(jié)構(gòu)外包尺寸為 21.2m×13.88m(寬 ×高);車站近期頂部覆土 0.75～1.0m,車站主體結(jié)構(gòu)和風(fēng)道、出入口均采用明挖順作法施工,圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用 SMW工法樁,車站基坑深 14.49～14.97m。

車站站區(qū)工程地質(zhì)從上到下分別為:①-1雜填土厚 0.4～2.9m,②-1b2-3粉質(zhì)黏土厚 0.9～3.3m,②-2a3-4淤泥質(zhì)黏土厚 0.9～4.2m,②-3b2-3粉質(zhì)黏土厚1.3～2.2m,③-1b1-2粉質(zhì)黏土厚 0.6～5.8m,③-2-1c2-3粉土厚 0.8～6.6m,③-2d2-3粉砂厚 1.2～11.7 m,③-2-2c2-3粉土厚 1.0～17.3m,③-2b2-3粉質(zhì)黏土厚 1.4～16.0m,③-4e砂礫石厚 0.3～5.5m,K1g-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖厚 0.3～3.5m,K1g-2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖厚 5.0～10.1m。車站底板位于③-2d2-3粉砂、③-2-1c2-3粉土中。

本站區(qū)場(chǎng)地地下水主要為淺部孔隙潛水和中部?jī)蓪尤醭袎核?。其中潛水賦存于①層填土層中。①層填土,松散,由建筑垃圾、磚、石混軟—可塑狀粉質(zhì)黏土組成,局部地段土中有植物根系,該層透水性弱,水量較小。場(chǎng)地弱承壓水含水層厚度大且與周邊較厚層含水層連通,水量較大。③-2-1c2-3粉土、③-2d2-3粉砂和③-4e砂礫石層中賦存有弱承壓水,該弱承壓含水層透水性中等,富水性較好;場(chǎng)地潛水主要接受大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給,以蒸發(fā)方式和側(cè)向流入百家湖排泄為主;弱承壓含水層主要接受側(cè)向徑流和百家湖的側(cè)向補(bǔ)給,其次接受上層潛水緩慢入滲補(bǔ)給。

站區(qū)常年最高水位高程 10.00m。根據(jù)水文觀測(cè)孔對(duì)弱承壓水的量測(cè),弱承壓含水層水位埋深在 2.60 m左右,水位高程在 7.80m左右。③-2-1c2-3粉土、③-2d2-3粉砂在水位以下穩(wěn)定性差,易發(fā)生流泥、流沙、管涌等危害基坑安全的問(wèn)題。

3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)基坑深度、結(jié)構(gòu)類型、使用條件、荷載特性、施工工藝等條件進(jìn)行。

(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足基坑穩(wěn)定要求,不產(chǎn)生傾覆、滑移和局部失穩(wěn)。支撐系統(tǒng)不失穩(wěn),圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生強(qiáng)度破壞。鋼管內(nèi)支撐預(yù)加軸力按支撐設(shè)計(jì)軸力的 50%～80%計(jì)。

(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宜采用信息化設(shè)計(jì)法,為此須建立嚴(yán)格的監(jiān)控量測(cè)制度。監(jiān)控量測(cè)的目的、內(nèi)容和技術(shù)要求,應(yīng)根據(jù)施工方法、周圍環(huán)境等綜合分析確定。

(4)結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足地下鐵道建筑限界及各種設(shè)備使用功能的要求、施工工藝的要求。施工中要考慮施工誤差等因素的影響,施工誤差的允許量值為 5cm,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許垂直偏差 3‰,綜合施工誤差外放按 15cm考慮。

(5)圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循適用、經(jīng)濟(jì)、適宜工點(diǎn)地質(zhì)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

基坑設(shè)計(jì)利用《理正深基坑輔助設(shè)計(jì)軟件 F-SPW 4.1》計(jì)算,車站采用重合墻結(jié)構(gòu),圍護(hù)結(jié)構(gòu)僅考慮作為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用彈性支點(diǎn)法,并根據(jù)施工過(guò)程運(yùn)用增量法原理進(jìn)行計(jì)算,再對(duì) SMW樁進(jìn)行正常使用階段極限狀態(tài)驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)計(jì)算考慮的主要荷載有水土壓力、地面超載(20kPa)、施工荷載等。根據(jù)地層參數(shù)情況,施工期間水土壓力取值原則為:粉土及粉砂層采用水土分算,粉質(zhì)黏土層及淤泥質(zhì)黏土層采用水土合算。經(jīng)計(jì)算分析,百家湖站主體結(jié)構(gòu)最大彎矩 -930.01kN?m,圍護(hù)樁最大水平位移 28.25 mm,基坑整體穩(wěn)定安全系數(shù) K=1.523≥1.2;抗管涌安全系數(shù) 2.433≥1.5;承壓水安全系數(shù) 1.44≥1.05;抗隆起安全系數(shù)1.673≥1.15;基底隆起量 0mm;型鋼抗彎強(qiáng)度 181.84MPa≤210MPa,型鋼抗剪強(qiáng)度 54.45 MPa≤120MPa;水泥土抗壓強(qiáng)度 360.3kPa≤550kPa,水泥土抗剪強(qiáng)度 89.78kPa≤110kPa。各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足規(guī)范要求。

3.3 結(jié)構(gòu)形式

車站采用明挖順做法施工。主體基坑深 14.5～15m,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 φ850mm@600mm水泥土三軸攪拌樁內(nèi)插 HN700×300型鋼支護(hù),內(nèi)插型鋼根據(jù)基坑深度、地質(zhì)資料按插二跳一、密插型兩種方式布置,圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式見表1;內(nèi)支撐系統(tǒng)采用 φ609mm鋼管支撐,鋼管壁厚 14mm,支撐水平間距 4m,基坑豎向設(shè) 3道支撐。出入口通道基坑深度大于 3m段,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 φ850mm@600mm水泥土三軸攪拌樁,部分樁體內(nèi)插 H型鋼(1號(hào)出入口通道采用插二跳一型,2號(hào)出入口通道采用插一跳一型)。內(nèi)支撐系統(tǒng)采用 φ609 mm鋼管支撐,鋼管壁厚 12mm,基坑豎向設(shè) 1～2道支撐。盾構(gòu)井采用 φ850mm@600mm水泥土三軸攪拌樁內(nèi)插 HN700×300型鋼支護(hù),樁體內(nèi)插 H型鋼,型鋼采用插一跳一布置。內(nèi)支撐系統(tǒng)采用 φ609mm鋼管,鋼管壁厚 12mm,基坑豎向設(shè) 4道支撐。樁頂設(shè) 900 mm×800mm(寬 ×高)鋼筋混凝土冠梁,H型鋼外露部分分割一圓孔便于型鋼的拔除。主體結(jié)構(gòu)施工完成后回收型鋼,型鋼拔除后在其孔洞內(nèi)灌注水泥砂漿。

表1 主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式

4 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

4.1 SMW工法樁施工

(1)工藝流程

SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工主要包括開挖導(dǎo)溝、樁機(jī)定位、水泥漿制作、攪拌噴漿、型鋼插入與拔除及注漿等工序。SMW工法樁施工工藝流程見圖1。

圖1 SMW工法樁施工工藝流程

(2)水灰比及施工參數(shù)選擇

施工前進(jìn)行試成樁,通過(guò)試成樁確定最佳水灰比,最佳水灰比一般在 1.5～2.0。如鉆進(jìn)時(shí)導(dǎo)溝溢出水泥土較稀,說(shuō)明水灰比偏大;如鉆進(jìn)時(shí)導(dǎo)溝內(nèi)溢出的水泥土較稠,說(shuō)明水灰比偏小;如鉆進(jìn)噴漿時(shí)壓力較大或有爆管現(xiàn)象,說(shuō)明水灰比偏小。

為了保證施工質(zhì)量,施工中必須加強(qiáng)主要技術(shù)參數(shù)的控制,并要求在施工現(xiàn)場(chǎng)做到掛牌施工,其主要技術(shù)參數(shù)見表2。

(3)施工方法和順序

SMW工法樁常用施工方法有一次成樁(兩噴兩攪)和復(fù)攪成樁(四噴四攪)兩種形式,具體施工順序如圖2所示。為保證樁間咬合質(zhì)量,相鄰兩幅樁的端部單樁需完全重疊套打。施工順序根據(jù)土質(zhì)情況確定,無(wú)論一次成樁還是復(fù)攪成樁,均采用跳打以防止土質(zhì)不均導(dǎo)致樁身傾斜。百家湖車站工法樁采用ZKD85-3三軸攪拌機(jī)進(jìn)行施工,鉆進(jìn)的施工步驟如下。

表2 SMW工法樁主要施工參數(shù)

第一步,樁位放樣:樁位誤差必須小于 50mm,可在導(dǎo)溝上用紅油漆做好標(biāo)記,保證攪拌樁每次準(zhǔn)確定位。

第二步,定位型鋼的放置:垂直溝槽方向放置 2根定位型鋼,規(guī)格為 200mm×200mm,長(zhǎng)約 2.5m,再在平行溝槽方向放置兩根定位型鋼,規(guī)格為 300mm×300mm,長(zhǎng) 8～12m,轉(zhuǎn)角處H型鋼采取與圍護(hù)中心成45°角插入,H型鋼定位采用型鋼定位卡。

第三步,樁機(jī)就位:①移動(dòng)攪拌樁機(jī)到達(dá)作業(yè)位置,并調(diào)整樁架垂直度達(dá)到 0.5%以內(nèi)。②樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平整,每次移機(jī)后可用水平尺或水準(zhǔn)儀檢測(cè)樁機(jī)平臺(tái)的平整,用線錘對(duì)立柱進(jìn)行垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度,并用經(jīng)緯儀經(jīng)常校核,經(jīng)緯儀檢測(cè)頻率為每天至少 1次,必要時(shí)請(qǐng)專業(yè)監(jiān)理工程師到現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)。③樁機(jī)定位后再進(jìn)行定位復(fù)核,偏差值應(yīng)小于 2cm。

第四步,樁機(jī)垂直度校正:樁架垂直度指示針可調(diào)整樁架垂直度,并用線錘經(jīng)緯儀進(jìn)行校核。在樁架上焊接一半徑為 5cm的鐵圈,10m高處懸掛一鉛錘,利用經(jīng)緯儀校直鉆桿垂直度,使鉛錘正好通過(guò)鐵圈中心,確保鉆桿垂直度誤差控制在 1%內(nèi)。

第五步,樁長(zhǎng)控制標(biāo)志:施工前在鉆桿上做好標(biāo)記,控制攪拌樁樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng),當(dāng)樁長(zhǎng)變化時(shí)擦去舊標(biāo)記,做好新標(biāo)記。

圖2 SMW工法施工順序

(4)鉆進(jìn)攪拌速度及噴漿控制

三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過(guò)程中均應(yīng)注入水泥漿液,同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。下沉速度不大于 1m/min,提升速度不大于 2m/min(具體速度在滿足上述條件的同時(shí)必須滿足輸漿泵對(duì)水泥漿的輸送速度,確保水泥的摻量),在樁底部 1m處重復(fù)攪拌注漿,當(dāng)噴漿即將出地面時(shí),則停止提升,攪拌噴漿 1 min,保證樁頭均勻密實(shí)。

水泥漿液拌制:配備 3只水泥漿攪拌桶、1只存漿桶,其上分別懸掛 1臺(tái)攪拌機(jī),水泥漿在攪拌桶中按規(guī)定的水灰比配制拌勻后排入存漿桶,再由 2臺(tái)泥漿泵抽吸加壓后經(jīng)過(guò)輸漿管壓至鉆桿內(nèi)注漿孔。水泥漿液的配制過(guò)程中嚴(yán)格控制漿液的計(jì)量,配備水泥漿液流量計(jì)及壓力裝置,以便及時(shí)調(diào)節(jié)供漿的流量及壓力,防止出現(xiàn)水泥漿摻入量不足現(xiàn)象。

(5)型鋼插入

對(duì)接采用內(nèi)菱形接樁法。為保證型鋼表面平整光滑,其表面平整度控制 1‰以內(nèi),并應(yīng)在菱形四角留φ10mm小孔。

插入前涂刷減摩劑方便 H型鋼回收,澆筑壓頂圈梁及內(nèi)襯墻時(shí),埋設(shè)其中的 H型鋼必須用泡沫板與混凝土隔離。水泥攪拌樁施工完畢后,吊機(jī)立即就位,H型鋼底部中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心并沿定位卡徐徐插入攪拌樁體內(nèi),用線錘控制垂直度,并用經(jīng)緯儀校核。用水準(zhǔn)儀將高程控制點(diǎn)引放到定位型鋼上,根據(jù)與 H型鋼頂高差,設(shè)置吊筋控制 H型鋼頂高程,誤差控制在 ±5 cm以內(nèi)。豎向控制好以后利用雙頭“F”卡固定 H型鋼平面位置,防止下幅樁施工時(shí)對(duì)其擾動(dòng)。待水泥土攪拌樁初凝后,將定位設(shè)施撤除。

(6)型鋼回收

待地下主體結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,采用專用夾具及千斤頂利用壓頂圈梁作為反力梁,起拔回收H型鋼,同時(shí)利用 1∶2.5水泥砂漿自流充填空隙。

4.2 土方開挖及鋼支撐安裝

(1)土方開挖

基坑開挖前先進(jìn)行坑內(nèi)井點(diǎn)降水。基坑上部 1.5～2.0m摘帽土方開挖采用 1臺(tái) SK330型挖機(jī)配合運(yùn)輸車輛挖出,人工清理冠梁土方部位多余土方,立模澆筑冠梁混凝土。

基坑開挖遵循“縱向分段,豎向分層、由上而下、對(duì)稱開挖、先支撐后開挖”的原則,組織平行作業(yè),一、二層采用 SK330型大挖機(jī)與 SK135型小挖機(jī)配合開挖,三、四、五層采用 SK230型加長(zhǎng)臂挖機(jī)與 SK135型小挖機(jī)配合開挖,自卸汽車運(yùn)輸。每一開挖斷面從上到下分 5步開挖,開挖步序如下。

第一步:先施作 SMW圍護(hù)樁及樁頂冠梁,再開挖至第一道鋼圍檁下 0.3m處,架設(shè)第一道鋼支撐;第二步:開挖至第二道鋼圍檁下 0.3m處,架設(shè)第二道鋼支撐;第三步:開挖至第三道鋼圍檁下 0.3m處,架設(shè)第三道鋼支撐;第四步:開挖至第四道鋼圍檁下 0.3m處,架設(shè)第四道鋼支撐;第五步:人工配合開挖至基坑底,及時(shí)安排施工墊層混凝土等。

土方開挖高度控制采用從同一橫斷面的冠梁頂高程位置用鋼尺下量的方法控制,分層情況詳見圖3。

圖3 土方開挖及分層情況(單位:mm)

(2)鋼支撐架設(shè)

基坑開挖過(guò)程中鋼支撐按設(shè)計(jì)要求“先撐后挖”的原則及時(shí)架設(shè)。每層土方開挖至圍檁下 30cm左右位置,立即安排鋼圍檁(腰梁)安裝工作,架設(shè)鋼管支撐和鋼系梁,施加預(yù)應(yīng)力。在施工中必須保證鋼支撐位置、尺寸、預(yù)應(yīng)力、剛度及穩(wěn)定性等滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋼支撐施工工藝流程:基坑開挖→安裝腰梁→吊裝鋼支撐、鋼支撐加工、鋼支撐拼裝→施加預(yù)應(yīng)力→固定活動(dòng)端楔頂→進(jìn)入下道工序。

土層開挖至鋼圍檁架設(shè)設(shè)計(jì)位置后,將原有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的多余水泥土鏟除,型鋼表面清理干凈,然后按照測(cè)量班測(cè)放的位置焊接牛腿支撐架,安裝鋼圍檁,鋼圍檁和圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的空隙采用 C30細(xì)石混凝土填實(shí),保證圍檁與內(nèi)插工字鋼之間的密貼,減少應(yīng)力損失。

車站主體鋼支撐最長(zhǎng) 20.4m,質(zhì)量 4.8t,在基坑外拼裝好后采用 5t龍門吊吊裝鋼支撐固于鋼圍檁上,進(jìn)行端部固定。

鋼支撐固定完成后,采用 2臺(tái)液壓千斤頂在活動(dòng)端支撐兩側(cè)按設(shè)計(jì)要求對(duì)稱逐級(jí)預(yù)加力,采用鋼楔鎖定支撐,鋼楔鎖定支撐必須牢固,防止應(yīng)力損失過(guò)大。

斜支撐的架設(shè)安裝方法與標(biāo)準(zhǔn)段相同,但必須在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)插的工字鋼上焊好端面與斜支撐軸線垂直的三角鋼板撐座,并保證其強(qiáng)度可靠。

5 施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理

5.1 遇到孤石的處理

當(dāng)孤石直徑小于 30cm時(shí),可不作處理,直接進(jìn)行施工;當(dāng)孤石直徑大于 30cm及以上時(shí),應(yīng)避開孤石,采取繞行的方法施工。因孤石較大時(shí)會(huì)造成卡鉆,使攪拌樁無(wú)法施工,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致埋鉆事故發(fā)生。同時(shí),大塊孤石對(duì)型鋼插入也有影響;當(dāng)?shù)叵路植嫉墓率^密集時(shí),則不適合 SMW工法樁施工,應(yīng)選擇其他工法。

5.2 出現(xiàn)滲漏的處理

(1)現(xiàn)場(chǎng)滲漏情況

百家湖車站第八段在里程 K11+780.658,深度13.4m處(距離底板高度約 1m)發(fā)生滲漏,滲漏點(diǎn)處孔洞大小為 10cm,滲漏處出現(xiàn)大量流沙。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析主要存在以下兩個(gè)原因:一是該處工法樁為新老樁交界處,新老樁咬合質(zhì)量存在缺陷;二是滲漏點(diǎn)上方存在一 φ40cm自來(lái)水管,自來(lái)水管接口處漏水。

(2)處理方案

由于基坑漏水嚴(yán)重危及到基坑的安全及施工進(jìn)度,為避免不良情況繼續(xù)惡化,首先采用棉紗和沙袋將滲漏處堵死,防止基坑外側(cè)繼續(xù)向基坑內(nèi)滲水,其次立即對(duì)滲漏處圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用沙袋堆砌進(jìn)行反壓,防止出現(xiàn)大的變形。同時(shí)采取以下措施:

①在滲漏處圍護(hù)樁外側(cè)注漿,注漿材料為水泥漿及水玻璃,通過(guò)兩種漿液混合后加快凝固速度將滲漏處堵死;

②在滲漏處基坑兩側(cè)同時(shí)補(bǔ)打 3眼降水井,降水井深度為 25m,通過(guò)降水井降水將基坑外側(cè)水位降到底板以下;

③對(duì)滲漏處上方的鋼支撐重新施加預(yù)應(yīng)力,使鋼支撐起到支護(hù)的作用;

④加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率及監(jiān)測(cè)數(shù)值的分析,做到信息化施工;

⑤及時(shí)施工該段底板,并加大人力、物資的投入,加快底板施工進(jìn)度。

采用在基坑外側(cè)補(bǔ)打降水井的效果比較顯著,有效地隔斷了滲漏處基坑外側(cè)水源的補(bǔ)給,同時(shí)將基坑外側(cè)水位降到底板以下 4m左右,使?jié)B漏處不再有明水向基坑內(nèi)滲漏。

5.3 幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的控制

(1)水灰比和鉆進(jìn)速度

①在地面下16.5m范圍內(nèi),下沉速度為 1m/min,提升速度為 2m/min時(shí),水灰比為 1.5時(shí),三軸鉆機(jī)動(dòng)力頭電流在 150～170A,三軸攪拌順利,但型鋼不能一次插入孔底;而當(dāng)水灰比不變,下沉速度調(diào)整為 0.8 m/min,提升速度調(diào)整為 1.5m/min時(shí),三軸鉆機(jī)動(dòng)力頭電流為 160A,此時(shí)型鋼插入順利。

②深度大于 16.5m以后,當(dāng)下沉速度為 0.8m/min,水灰比為 1.5時(shí),三軸鉆機(jī)動(dòng)力頭電流達(dá) 250A,并在 17m處出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。調(diào)整施工參數(shù),將下沉速度調(diào)整為 0.5m/min,水灰比調(diào)整為 1.6,并在漿液中適當(dāng)摻入膨潤(rùn)土,電流降為 170A。

(2)注漿泵流量和壓力

施工中采用注漿泵流量為 165L/min,壓力為0.6MPa,水灰比為 1.5,攪拌至 16m深以后水泥土較稠,動(dòng)力頭電流增大,復(fù)攪后 2臺(tái)注漿泵流量調(diào)為 180L/min,壓力為 0.8MPa,此后動(dòng)力頭電流基本正常。

(3)空壓機(jī)壓力

施工之初,空壓機(jī)壓力 0.4MPa,水泥土較稠,空氣壓力無(wú)法釋放。后將空壓機(jī)壓力調(diào)為 0.5MPa,翻漿、空氣釋放較正常。鉆機(jī)下沉及提升過(guò)程中,特別是在 17m以下關(guān)閉注漿泵及空壓機(jī)將造成鉆進(jìn)阻力增大,導(dǎo)致過(guò)載跳閘。

(4)攪拌樁制作

與常規(guī)攪拌樁比較,要特別注重樁的間距和垂直度。施工垂直度應(yīng)小于 1%,以保證型鋼插打起拔順利,保證墻體的防滲性能。注漿配比除滿足抗?jié)B和強(qiáng)度要求外,尚應(yīng)滿足型鋼插入順利等要求。

①保證樁體垂直度措施

a.在鋪設(shè)道軌枕木處要整平整實(shí),使道軌枕木在同一水平線上;

b.在開孔之前用水平尺對(duì)機(jī)械架進(jìn)行校對(duì),以確保樁體的垂直度達(dá)到要求;

c.用 2臺(tái)經(jīng)緯儀對(duì)攪拌軸縱橫向同時(shí)校正,確保攪拌軸垂直;

d.施工過(guò)程中隨機(jī)對(duì)機(jī)座四周高程進(jìn)行復(fù)測(cè),確保機(jī)械處于水平狀態(tài)施工,同時(shí)用經(jīng)緯儀經(jīng)常對(duì)攪拌軸進(jìn)行垂直度復(fù)測(cè)。

②保證加固體強(qiáng)度均勻措施

a.壓漿階段時(shí),不允許發(fā)生斷漿和輸漿管道堵塞現(xiàn)象,若發(fā)生斷樁,則在向下鉆進(jìn) 500mm后再噴漿提升;

b.采用“二噴二攪”施工工藝,第一次噴漿量控制在 60%,第二次噴漿量控制在 40%;嚴(yán)禁樁頂漏噴現(xiàn)象發(fā)生,確保樁頂水泥土的強(qiáng)度;

c.攪拌頭下沉到設(shè)計(jì)高程后,開啟灰漿泵,將已拌制好的水泥漿壓入地基土中,并邊噴漿邊攪拌約 1～2min;

d.控制重復(fù)攪拌提升速度在 0.8～1.0m/min以內(nèi),以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢?

e.相鄰樁的施工間隔時(shí)間不能超過(guò) 24h,否則噴漿時(shí)要適當(dāng)多噴一些水泥漿,以保證樁間搭接強(qiáng)度;

f.預(yù)攪時(shí),軟土應(yīng)完全攪拌切碎,以利于與水泥漿的均勻攪拌。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)南京地鐵百家湖車站的施工實(shí)踐,SMW工法樁具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)對(duì)周邊環(huán)境影響小。SMW工法施工一是對(duì)鄰近土體擾動(dòng)較小,不會(huì)產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害;二是施工占用場(chǎng)地僅為其他施工方法的 60%～80%,有利于保護(hù)周邊建筑、道路及其架空、地下管線;三是殘土及泥漿量小比較容易處理,廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法小,有利于保護(hù)環(huán)境。

(2)成樁質(zhì)量可靠。目前,SMW工法采用的三軸攪拌鉆機(jī)為中空葉片螺旋式鉆機(jī),在鉆進(jìn)土體的同時(shí)置換出大量的原狀土。同時(shí)利用高壓空氣壓入水泥漿使水泥土得到充分?jǐn)嚢?使得樁體無(wú)分層夾泥現(xiàn)象。樁體中插入型鋼后,型鋼與水泥緊密結(jié)合增加了型鋼翼緣厚度,使樁體強(qiáng)度大大增加。

(3)防水效果好。SMW工法鉆機(jī)的鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼與攪拌翼相間設(shè)置的特點(diǎn),隨著鉆掘與攪拌反復(fù)進(jìn)行,可使水泥系強(qiáng)化劑與土體得到充分均勻的攪拌,且水泥摻入量高,水灰比大,墻體全長(zhǎng)無(wú)接縫,這樣一方面使得形成的水泥土墻具有較高的抗壓、抗剪強(qiáng)度,另一方面可使它比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性。

(4)工程造價(jià)低、進(jìn)度快。一方面 SMW工法由于四周可不作防護(hù),型鋼又可回收,造價(jià)明顯降低;另一方面攪拌樁的水泥使用量遠(yuǎn)低于其他圍護(hù)施工方法。同時(shí) SMW工法所需工期較其他工法短,SMW工法每臺(tái)班可成樁 390m以上,在一般地質(zhì)條件下,造價(jià)為地下連續(xù)墻的 1/3;因此,在壓縮工期的同時(shí)節(jié)約了人工費(fèi),可大大節(jié)省工程投資。

(5)可靠近建筑物施工。在現(xiàn)代城市修建的深基坑工程,經(jīng)?？拷ㄖ锛t線施工,SMW工法在這方面具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì),其中心線離建筑物的墻面80cm即可施工。

(6)可成墻厚度 550～1300mm,常用厚度 600 mm;成墻最大深度目前為 65m,視地質(zhì)條件尚可施工至更深。

綜上所述:SMW工法適合在黏性土、粉土、砂土、砂礫土等土層中應(yīng)用,有施工方便、成樁質(zhì)量可靠、施工進(jìn)度快、節(jié)約投資、防水效果好、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),能夠確保基坑的施工安全,可在地鐵車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中推廣使用。

[1]藤瑞振.SMW工法在南京地鐵一號(hào)線新街口站的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2004(10).

[2]張龍騰.地鐵車站SMW工法樁支撐系統(tǒng)施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2009(8).

[3]陳 雄.SMW工法在地鐵深基坑中的應(yīng)用[J].科技資訊,2008(23).